崇明越江通道江中大直径风井(江中人工岛)施工研究可行.docx

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1、上海市科学技术委员会科研计划项目课题可行性方案（2003版）课题名称 江中大直径风井(江中人工岛)施工技术研究 起止年月 2004年8月2006年8月 依托单位 上海建工（集团）总公司 通讯地址 上海市福山路33号 联系电话 63216183 邮政编码 200020 课题责任人 蔡忠明 手 机 13701634957 E-mail zgssfec.sh .cn 2004 年 6月 20日订填 写 说 明一、本提纲供编写上海市科学技术委员会科研计划项目课题可行性方案使用。二、课题责任人应根据本提纲要求，逐项认真编写，表达要明确严谨，字迹要清楚易辨。外来语同时用原文和中文表达。三、申请市科委科研计

2、划项目课题资助经费在20万元人民币及以下时，毋须填写表2至表6。四、课题可行性方案编写请使用A4纸双面印刷,请不要采用胶圈、文件夹等带有突出棱边的装订方式，请采用普通纸质材料作为封面。五、报送市科委书面材料一式八份（特殊情况，另定）和电子文本一份。电子文本通过网络递交。课题申请人必须确保书面材料和电子文本的一致性。六、本提纲制订单位是上海市科学技术委员会。申请市科委科技计划类型0901 集成电路设计专项06 技术标准专项11人才培养计划02中药现代化专项07世博科技专项12国际合作计划03纳米技术专项08中小型企业创新资金13国内合作计划04光技术专项09科技攻关计划14环境条件计划05专利二

3、次开发专项10 基础性研究计划 15 其他单位（企业）基本情况表单位（企业）名称上海建工（集团）总公司注册地上海市浦东福山路33号单位（企业）代码132222641Emaillyl通 讯 地 址上海市福山路33#邮 编200120单位（企业）法人代表情况姓 名性 别身份证号最高学历任现职时 间电话蒋志权男310103195011262031研究生2001年58885666-1801联 系 人蔡忠明电 话63232052传 真63216183开户银行建设银行上海第二支行帐 号055025-00233017268信用等级AAA单位隶属02 01.中央单位 02.地方单位注册登记类 型01 01.

4、国有企业 06. 外商投资企业 11.高等院校02. 集体企业 07. 有限责任公司 12.研究院所03. 私营企业 08. 股份有限公司 13.社会团体 04. 联营企业 09. 港、澳、台商投资企业 14.其他05.股份合作企业 10.国家机关 单位职工总数42192人大专以上5351人研究开发1772人单位中层以上管理人员总数1535人其中大学本科以上人员数2168人企业上年末财务情况，新企业填写申报前一月的财务情况企业注册资金103000万元其中外资（含港澳台）比例0企业总收入2300278万元企业净利润18982万元产品销售收入1391274万元企业创汇总额0万美元总资产217916

5、6万元总负债239530万元企业特性 8(请将下列符合企业情况的代码填入空格内，最多填5项) 0国家科技产业化基地内企业 5科研院所整体转制企业1认定的高新技术企业 6国家高新区内的企业2高等院校办的企业 7孵化器内的企业3科研院所办的企业 8. 其他4海外归国留学人员办的企业 单位需要说明的问题：申报课题技术领域8 (请将下列符合领域情况的代码填入空格内，最多填2项)1电子与信息 3.先进材料 5.资源与环境 7. 绿色农业2.生物、医药 4.光机电一体化 6.新能源、高效节能 8. 其他高新技术课题可行性方案提纲：一、趋势判断和需求分析国内外现状、水平和发展趋势（含知识产权状况和技术标准状

6、况）；经济建设和社会发展需求；科学技术价值、特色和创新点。崇明越江通道工程江中2号通风井拟建于瑞丰沙，通风井在施工阶段作为盾构检修井。由于崇明越江隧道采用大直径盾构掘进，直径达14.84m，决定了该通风井平面面积超过1500m2；根据盾构线型初步设计，盾构在该风井处中心深度标高约-29.60m，而且瑞丰沙现在的标高不超过0.40m，在水面一下，对施工造成了一定的难度。所以，2号通风井必然是一个超深超大面积的深基础工程。综合当今地下工程的施工水平，2号井的施工方法可行的方案有三个：1.沉井方案；2.地下连续墙方案；3.气压沉箱法。而不论本工程采用上述何种方案，首先都要在瑞丰沙修筑围堰人工岛，两个

7、目的：1.在2号井结构施工期间提供一个施工平台；2.作为2号井使用期间的防撞措施。人工岛的施工可以采用砂石堆砌筑岛，也可以先打围护桩作围堰，然后向内吹填砂。根据本工程的特点可采用大直径企口钢管桩作围堰，然后向内吹填砂的方案。考虑长江水流的冲刷影响，人工岛的形状采用62m90m的椭圆形，长边顺水。对于本工程这样大的规模、气压沉箱工法(Pneumatic Caisson Method)是在其下部设置一个气密性高的钢筋混凝土结构工作室，向工作室内注入压力与刃口处地下水压力相等的压缩空气，使在无水的环境下进行挖土排土，箱体在本身自重以及上部荷载的作用下下沉到指定深度，最后在沉箱结构面底部浇筑混凝土底板

8、的一种工法。该工法可用来施工桥梁深基础、港湾构筑物、地下水池、地下泵房、盾构工作井、污水处理设施、隧道等，在日本近年开始出现直接用气压沉箱来施工的隧道。一、国外发展历史与现状气压沉箱工法最早诞生在法国，1841年该国的一个煤矿竖井建设中应用了压气方法，使其下沉到水下20m。随后该方法在欧洲、北美得到了迅速推广和应用，如18691872年间，美国纽约修建的连接纽约与布鲁克林的布鲁克林桥（Broklyn Bridge）基础，1885年在法国巴黎修建的埃菲尔（Eiffel）铁塔的基础，以及1901年在美国纽约中心的曼哈顿修建的摩天大楼（sky-scraper）的基础等都是利用气压沉箱法修建的。日本在

9、20世纪初期引入气压沉箱工法以后，在桥梁基础及地下工程实践上对该工法进行了一些技术革新，使气压沉箱工法的技术水平有了进一步的提高。近年来日本开始将无人沉箱工法应用于施工实践中。所谓无人沉箱工法是通过机器人或机械手、水力吸泥机（带监视器）而不是人工在沉箱内开挖土体，避免操作工人在高气压下的作业，且可以全自动控制。最大深度达到90m（日本东京都中央区），最大面积达3150m2（日本首都高速道的彩虹桥）。二、我国气压沉箱工法发展历史气压沉箱工法在我国的应用最早也主要在桥梁基础上， 1894年2月竣工的天津滦河大桥是我国最早采用气压沉箱法施工的铁路桥，该桥是在我国铁路工程先驱詹天佑亲自主持下，在外国人

10、屡筑屡塌的背景下，分析原因重新选址，采用“气压沉箱”法建造基础，沉箱刃脚嵌入岩石，基础全部用混凝土浇筑，墩身石砌，工程浩大，历时32个月建筑而成，为中国人争得了荣誉。1935年4月动工的杭州钱塘江大桥，是我国第一座自行设计的桥梁，由桥梁泰斗茅以升先生设计，主桥承包商为康益洋行(上海建工集团基础工程公司前身)，桥基即是采用气压沉箱，基础深达47.8m，工程历时不到二年半，于1937年9月通车。新中国成立后，上海建工集团基础工程公司在接收了康益洋行的四套沉箱设备的基础上，自上世纪50年代至60年代先后在北京、上海、四川、安徽、江西、黑龙江等地施工了十来个气压沉箱工程，具有丰富的工程实践经验。主要列

11、举如下：编号工程名称平面尺寸（米）下沉深度（米）土质情况挖掘方式下沉起止日期1北京良乡601厂35#、36#水源沉箱工程圆形内径4.0外径5.235# 6.9937# 5.45细砂、中砂、砂砾、砂质粘土夹砾卵石全人工35# 1957.5.81957.6.237# 1957.5.171957.5.302富拉尔基重型机械厂（403厂）热处理车间沉箱工程37.8x21.3x29.526.5粘土、细砂、粗砂夹砾石全人工，砂压重助沉1957.8.281957.10.303淮南化肥厂水源工程泵房沉箱27.2x14.7x19.113.14粘土、细砂、砂质粘土夹砾石水力机械+人工掏刃脚1964.9.24196

12、5.2.154南昌七里街电厂水泵房沉箱工程17.3x14.8x18.9813.80淤泥、粉砂、砾砂、砾石水力机械+人工掏刃脚1965.4.271965.5.285上海651隧道工程（打浦路隧道）2号沉箱17.2x16.1x29.332软粘土水力机械+人工掏刃脚1965.41969.106原地铁04工程（衡山公园地铁车站）沉箱63.0x21.8x17.820.5软粘土水力机械出土，水压重助沉1965.101967.11气压沉箱工法，利用气压平衡箱外水压力，沉箱底土体在无水状态下进行开挖，沉箱在下沉过程中能处理任何障碍物，施工中可以直接鉴定和较方便地处理地下障碍物，可直接观察到地基原形，不用灌注水

13、下混凝土，质量比较可靠。但施工者需要在高压空气中工作，不但效率不高，而且对身体有害。自上世纪70年代以后的近三十多年，由于其在人力操作上的低效率、施工高成本以及对工人人身安全及施工管理上的风险，并随着其他特种地下工程施工技术如地下连续墙、灌注桩、盾构等等工法的快速发展，气压沉箱工法逐渐在我国应用越来越少进而趋止。三、经济建设和社会发展需求我国过去的气压式沉箱施工以人工为主, 工人要在24个大气压下的地下作业室内进行挖掘工作, 条件比较艰苦, 又比较危险。工作效率低下，沉箱下部工作空间小、气压高、温度大、噪音大，因此在这种空间内工作，有压迫感、紧张感，由于减压顺序的控制不当容易患较严重的职业病(

14、称为沉箱病)。国际上，尤其是日本，自进入上世纪60年代，为增强这种工法在深基础领域内的竞争能力，不断结合其先进的科学技术对该工法进行革新和改良，使其进入了无人化、自动化施工的时代，同时在沉箱病的防治上有了新的改进，使得气压沉箱这一古老的施工技术得到了新生。随着城市开发建设的不断深入，城市土地资源越来越稀缺，城市地下空间的开发将越来越成为未来城市发展的趋势和主流方向。同时，土木施工的条件也变得越来越严峻，例如，在城市中心建筑物密集区开挖建设大深度地下空间，往往面临施工场地狭小、周围重要设施众多的情况；同时，地下施工在开挖时往往会引起地下水位的降低，周围地基的移动与下沉，严重时可能会引起周围地基的

15、塌陷，给邻近地区带来比较严重的影响；另外，市区地铁、地下高速道路、共同沟以及竖井风井系统工程的施工往往受到各方面的限制。相比之下，气压沉箱工法在许多情况下能适应以上这些方面的需求，因而在工程中具有不可替代的竞争力及广泛的应用前景。与传统的工艺相比，气压沉箱工法在深基坑和地下结构工程方面具有诸多的优点：气压沉箱的侧壁可以兼作挡土结构，与地下连续墙明挖法相比，气压沉箱工法减少了临时设施用地，可以充分利用狭小的施工空间资源。由于连续的向沉箱底部的工作空间室内注入与地下水压力相等的压缩空气，因而可以避免或者控制周围地基的沉降以及发生流砂、管涌现象。现代化的气压沉箱技术可以在地面上通过远程控制系统，在无

16、水的地下作业室内实现挖排土的无人机械自动化，不会发生污水等工业垃圾，排除的土体也可以作为普通土进行处理。相比沉井施工，可以较快的处理地下障碍物，使工程能顺利进行。在市区狭小的地段往往用地形状复杂，在这种情况下可采用平面形状不规则的气压沉箱进行施工。工作室内的压缩空气起到了气垫作用，可以消除急剧下沉的危险情况，保证了安全和施工质量。气压沉箱利用气压平衡箱外水压力，作业空间处于无水状态，最大的好处是不需要对箱外高水头地下水及承压水进行降水和降压处理。由于沉箱以气压平衡高水头压力差，相比一般的板式围护体系如地下连续墙、排桩等可以显著减少插入深度，并能有效起到反压作用，对控制承压水破坏有利，具有可观的

17、性价比。对于上海这样的沿海软土地区，地基土强度低、地下水位高，且30m深处有较大的承压地下水的粉砂层存在，临界挖深2025m，并且会遇到管涌、流砂及承压水等不利情况，用一般的沉井施工法难于保证安全，如用地下连续墙则施工费用较大且高承压水问题也较难处理，而且气压沉箱法的施工面积仅是地下连续墙的二分之一。可见，气压沉箱工法的经济效益社会效益是十分明显的。四、科学技术价值、特色和创新点随着我国经济建设的发展, 综合国力的上升、上海城市化进程的加快，各类大深度地下建构筑物如地铁车站、人防工程、越江隧道、桥梁基础等将大量兴建，在“科教兴市”的战略方针号召下，我们有志向在地下空间开发领域的新方法上“走通华

18、山一条路”，开展一些前瞻性的研究，本课题的顺利完成将为上述大型地下工程建设提供坚实的理论基础与技术支撑。尤其对沪崇苏通道工程的隧道中间风井和桥梁深基础、沿江沿海电厂泵房工程及大规模地下空间开发等能提供更坚实的理论依据、更先进的设计方法与施工工艺。气压沉箱设计方法和相应的施工工艺将创造良好的经济效益和社会效益，实现基础工程的可持续发展，为多样化的地下工程建设提供地下工程新思路、新方法，为上海乃至全国的基础工程建设作出贡献。本项目研究无人化可控制气压式沉箱设备进行气压式沉箱的施工, 将改变过去以人工为主的施工方法, 实现控制人员在地面上的控制室里通过闭路监视器,控制地下作业室内的施工机器进行施工,

19、 形成地下作业室内无人作业的机械化作业，从而改善现场施工条件、减少施工人员、加快施工速度, 并提高工作效率。本课题具有以下创新点与特色：在吸收日本无人化气压沉箱技术的基础上，结合我国气压沉箱施工方法，研制出可以遥控操作的无人化气压沉箱控制系统操作人员能根据监视器和超声波传感器的深度信号遥控操作水力机械挖土，调节气压自动下沉沉箱。系统还可以根据操作人员设置自动进行工作；改变我国目前无人化气压沉箱设备依赖于进口，价格偏高无法普及的状态，推出具有自主产权的射水冲土、吸泥机出土、机械手出土和气压控制沉箱的无人化自动化机械设备；联合国内高校、机械制造企业协同攻关，实现气压沉箱工艺设备产业化；形成一套完整

20、的设计方法理论体系、施工工艺技术与操作规程和人员安全健康保障体系等。二、研究内容和技术关键课题研究的总体目标和创新点，主要内容及所需要解决的技术关键（专利技术二次开发专项申请课题要求着重描述如何通过创新形成新的专利技术）。1、研究内容气压沉箱施工过程中无人化施工控制与自动化监控技术的开发。包括：1)由挖土、出土和下沉监视CCD组成的耐压防尘全维机器视觉监视系统；2)激光测量和开挖形状的三维成像系统；3)压力调整系统和自动加压、减压系统； 4)水力机械挖土遥控操作和自动控制；5)深度传感系统和压力检测系统；6)可遥控和编程控制的水力机械挖土移动装置。等等气压沉箱设备研究：包括气压沉箱的气压加载设

21、备、沉箱密封系统、开挖系统（机器人）及辅助设施系统的开发与研究。气压沉箱施工工艺研究：包括气压沉箱施工各部位工序的关键工艺控制点与施工参数研究、与其他工艺如沉井及地下连续墙的技术经济及适应性比较、探讨深海区浮运沉箱与筑岛沉箱的可行性、发展预应力钢筋混凝土技术、探索地下障碍物的处理规律等。气压沉箱设计施工理论研究：包括大深度气压沉箱整体结构计算及优化计算理论与方法、局部搁置工况沉箱内力分析；大深度气压沉箱施工荷载引起的地层稳定性及周围环境影响研究；地层中高气压渗透的理论研究及数值模拟研究等。气压沉箱施工中对周围环境影响的现场测试技术：在现有测试手段和方法的基础上，引进先进的测试仪器，采用合理的测

22、试手法与时间间隔，以取得合理的数据。气压沉箱内检修人员健康系统的研究：为了解决大深度气压沉箱施工时工作人员临时性高气压环境如故障修理、定期检查与设备调试、工作室内混凝土浇筑等不得不进入高气压沉箱工作室内的作业问题，结合现代医学或其他学科技术的发展，开发出适合现代化和我国国情的工作人员职业健康安全保障体系。2、技术关键气压沉箱施工无人化控制技术开发的关键和创新点在于：根据激光测量和开挖形状的三维成像并利用机器人控制技术对沉箱下沉量和姿态进行精确控制；CCD摄像机和超声波传感器融合的挖掘状态的测量；耐压防尘和自清洁的全维机器视觉监视技术。气压沉箱施工技术与工艺：开发适合不同地质情况的气压沉箱的施工

23、工艺与操作规程，贯彻“以人为本”理念，减小气压沉箱施工对周围环境的影响、保障作业人员的健康。气压沉箱施工过程中，对沉箱土体地下水气体四者共同作用的动态过程的数值模拟分析。考虑建立土、水、气与结构物共同作用的弹塑性非线形有限元模型，分析各开挖阶段主体地下结构与土体的受力与变形情况；同时考虑空气压力作用对承压地下水渗流的影响；地下水渗流场的改变对周围土体的沉降与变形的影响。气压沉箱施工时对周围土体的影响分析：结合实际施工情况，通过现场与室内实验测试得到土体的土性改变及由于气压的作用使土体处于饱和与非饱和的转换状态中性质的变化，掌握其随开挖及气压变化的规律，来指导设计和施工关键参数的调整与取用。沉箱

24、气压的变化对土压力影响研究：由于气压排除了土中的水，使沉箱周围土体的土压力发生变化。从而影响沉箱结构的内力。这需要通过现场测试及理论分析来掌握其变化规律。气压沉箱的设计理论：收集国内外相关工程的设计、施工经验和教训，进行分析、总结；拟定沉箱底土体抗隆起稳定性分析方法、设计参数和设计方案，对可能的局部搁置工况进行结构内力分析；通过模型试验，并选择相关工程进行试验，验证调整理论分析方法；通过试验及工程的各项的测试与理论分析，提出气压沉箱的设计理论与结构优化理论。气压沉箱施工测试技术：在结构体内埋设元件进行测斜、沉降、内力等测试的基础上，开发动态全自动化远程量测系统方便实时掌握施工进展以利信息化施工

25、及反分析。试验工程先行：依托我集团公司长江沿线的电厂建设工程便利，打算将一二个泵房沉井尝试改为气压沉箱工艺，平面约3040m左右，下沉约30m左右，并通过该工程的实践与监测监控数据分析进行气压沉箱设备、施工工艺、设计方法等等方面的检验与改进，为上海市更大规模的地下工程提供具有指导意义的理论与实践依据。三、执行年限和计划进度按季度、年度列出计划进度和关键的、必须实现的节点目标。1、控制节点本项研究执行年限为3年，将按照工程建设需要和难易程度，分阶段进行。各项研究工作的控制节点如下：气压沉箱自动化设备： 2004年8月2006年12月气压沉箱设计研究： 2004年8月2006年12月气压沉箱施工技

26、术： 2004年8月2006年12月2、进度计划气压沉箱自动化设备：2004.82005.1： 对国内外的无人化气压沉箱施工方法和施工设备进行调研，并开展方案设计005.22005.6： 完成施工图纸2005.72006.1： 加工、安装和调试2006.12006.6： 现场试验2006.72006.10： 申报专利，产业化运作2006.112006.12：项目总结鉴定气压沉箱设计研究：2004.82005.1： 气压沉箱设计理论方法研究2005.22005.6： 建立气压沉箱理论分析模型及结合工程进行初步设计2005.72006.1： 结合实际工程进行设计并完成施工图2006.12006.6

27、： 工程应用及改进2006.72006.10： 申报专利，产业化运作2006.112006.12：项目总结鉴定气压沉箱施工技术：2004.82005.1： 调查研究及方案设计；2005.22005.6： 分系统研制；2005.72006.1： 系统组装与调试；2006.12006.6： 工程应用与改进；2006.72006.10： 总结与提高。2006.112006.12：项目总结鉴定四、工作条件和环境保障课题申请单位情况；已经具备的实验条件；课题组织机制设计；产学研结合加快工作进展的设想。上海建工（集团）总公司在我国地下空间的开发和利用中承建了大量的相关工程，积累了丰富的地下工程施工经验，拥

28、有成熟的施工技术和先进的施工设备，尤其下属公司上海市基础工程公司在上世纪50年代至60年代先后在北京、上海、四川、安徽、江西、黑龙江等地施工了十来个气压沉箱工程，具有丰富的工程实践经验，为新技术条件下的气压沉箱施工技术的研发提供了宝贵的实践经验。上海交通大学对于自动化控制、机械人技术的研究与应用在国内外处于较高的水平，与国内外技术交流频繁，其下属机器人研究所更具有显著的特色和优势，主持国多项国家级重大项目并取得丰硕成果，为气压沉箱自动化施工设备的开发、应用提供了保障。上海市政工程设计研究院参与了大量的地下工程的设计与建设，对于地下工程有着丰富的设计经验和设计理论基础。具有较强的理论分析和试验能

29、力，为课题的顺利进行提供了保障。本课题项目采用产学研结合的方式，充分利用各合作单位的技术优势与特长。上海建工（集团）总公司负责：l 气压沉箱自动化施工方案l 现场试验及工程应用l 完成具有自主产权一套气压沉箱自动化施工工艺上海交通大学机器人研究所负责：l 制定详细的气压沉箱无人化的技术方案l 原理性实验l 总体控制设计和研制；l 完成具有自主产权的基于遥操作的气压沉箱控制系统一套；上海市政工程设计研究院l 气压沉箱的原理、模型及分析l 结合实际工程的设计l 新技术、新工作条件、新工程环境下的气压沉箱设计理论五、成果形式和考核指标具体的成果定性、定量考核指标；成果的表达形式，能否申请并获得专利。

30、包括：1.主要技术指标、形成的专利（申请不同类别专利数和可望授权专利数）、标准（标准草案和形成的技术标准水平）、新技术、新产品、新装置、论文专著及其数量、指标和水平等；2.课题实施中形成的实验室、研发中心、示范基地、中试线、生产线及其规模等；3.经济考核指标；4.人才培养情况。将以多种形式提交和反映课题研究成果：1、书面报告：课题研究成果总结报告一份。含综合报告及多分项成果报告如设计理论设计方法报告、施工技术与工法报告、气压沉箱无人化自动化自主产权控制系统及设备研究报告、气压沉箱工法产业化报告、气压沉箱工法检修人员健康系统报告等等。成果水平国际先进、国内领先。2、论文：期刊论文在全国性及国际性

31、期刊上发表多篇论文，其中，国内核心期刊不少于4篇、国际刊物能被SCI或EI检索的论文不少于2篇；学位论文争取能完成以本课题为研究内容的博士论文1篇、硕士论文12篇。3、标准体系：形成一整套气压沉箱自动化施工工法体系标准，全方位涵盖设计、施工、设备、监测检测等多方面内容，完成大深度气压沉箱工法技术规程编写，并申报上海和国家级标准。对上海市建设标准地基基础设计规范(DGJ08-11-1999)中相关部分提出具体增补修编建议。4、人才培养：利用本课题研究条件培养博士1名、硕士2名，并锻炼出一批气压沉箱设计施工骨干队伍（不少于10名）。5、专利：拟申请专利23项如气压沉箱自动化施工技术、气压加载与密封

32、控制设备、气压沉箱挖土机械及监控设备开发等。6、设备产业化：完成自主知识产权气压沉箱工法施工设备气压加卸载调节与密封设备系统、可遥控挖掘机械手机器人系统、激光测量三维成像超声波传感器多种技术相结合的全维机器视觉监控系统之相关设备的试制研究与产业化制造研究工作。7、工程实例：在试验工程的基础上，利用上海地下空间开发契机实地实施一二个大规模大深度气压沉箱工程，扩大其在上海地区和国内的应用领域。8、经济指标：相比沉井和地下连续墙，其经济性不低于10，社会效益也十分显著。六、预期效果和风险分析课题成果对社会发展所起的作用；经济效益和产业化前景（预计年产值、年利润、年节汇、年创汇、年节能等）；对环境影响

33、程度及资源综合利用情况；可能的技术风险；可能的市场风险。经济效益：1）上海这样的沿海软土地区，地基土强度低、地下水位高，且30m深处有较大的承压地下水的粉砂层存在，临界挖深2025m，并且会遇到管涌、流砂及承压水等不利情况，用一般的沉井施工法难于保证安全，如用地下连续墙则施工费用较大且高承压水问题也较难处理。气压沉箱法的施工面积仅是地下连续墙的二分之一，经济效益明显；2）通过本课题的研究，通过新技术的应用，形成一套新的气压沉箱自动化施工技术工艺和方法，从宏观上降低地下空间开发利用的成本。通过成套施工工艺的推广与运用，可为全社会节约资源，提高经济效率。社会效益：通过本课题的研究，可促进气压沉箱在

34、相关工程中的运用，由于该工法的特点，将大大减小今后地下空间开发利用中对城市重大工程、构筑物如地铁、隧道、市政管线、建筑物的影响，同时减少施工中对城市居民生活的影响，最大限度的保障城市环境，保障城市开发的可持续发展。成果应用趋向：1）为国家或上海地区的地下空间开发展提供一套新型的、先进的、全面的气压沉箱施工工艺；2）为设计单位提供系统、完善的设计理论、设计方法和计算手段，提高气压沉箱的理论和设计水平；3）使施工单位系统、全面地掌握气压沉箱的施工技术及检测手段，提高企业的核心竞争力和在新环境要求下的施工能力。七、主要研究人员情况课题责任人和主要成员简历（学历、工作经历、论著、近三年重要成果及获奖情

35、况等）。主要研究人员基本情况汇总表课题组顾问叶可明院士（上海建工）、葛修润院士、董石麟院士（交大）、范庆国总工（上海建工）、桂业琨顾问总工、杨仁杰教授级高工、王有忠教授级高工、邱式中教授级高工（基础公司）、周质炎教授级高工（市政设计院）一级学科力学/化学/地球科学/材料科学/土木建筑工程/机械工程/计算机科学技术/电子、通讯与自动化控制/二级学科 粘性流体力学/有机化学/无机非金属材料/土木建筑工程机械与设备/固体力学/流体力学/计算机应用/工程结构/土木建筑结构/土木建筑工程设计/土木建筑工程施工/机械制造工艺与设备/自动控制技术/土木工程机械与设备桂业琨顾问总工、杨仁杰教授级高工、邱式中教

36、授级高工、王有忠教授级高工（基础公司）于上世纪50年代至60年代先后在北京、上海、四川、安徽、黑龙江等地亲自主持和参与了十来个气压沉箱工程的施工，具有丰富的工程实践经验。课题组组成情况：本课题组依托上海建工集团，上海交通大学、上海市政设计研究院共同参与，主要骨干情况见相关表格。这些科研骨干从事的专业分布广泛，从结构工程、岩土工程到材料学及加工、机械制造及自动化、计算机控制理论及控制工程等大学科。随着研究工作的深入和需要，本课题组还将吸收其它相关学科的科技人员参加。这些科研骨干具有扎实的理论基础，其中7人拥有博士学位，并且在所在单位担任了较高的科技工作领导岗位，为开展本项研究创造了良好条件。主要

37、成员简历蔡忠明：1982年毕业于同济大学，教授级高工，上海建工集团上海基础工程公司总工程师，兼任中国建筑学会施工技术委员会委员、上海市土木学会理事、上海市土木学会桥梁分会副主任、上海市土木学会力学与岩土工程专业委员会副主任、上海建委科技委桥梁施工学科带头人，享受国务院特殊津贴。参加工作后，长期在施工第一线从事施工技术研究与管理，参加并负责的工程有：宝钢引水工程沉井工程、上游引水工程1、6、8号井工程、中山北路交通路主桥工程、浙江富阳大桥工程、杨浦大桥主桥工程、徐浦大桥主桥工程、江阴大桥主桥工程、卢浦大桥主桥工程、上海大剧院钢屋顶整体提升工程等。主要获奖情况：1. 杨浦大桥主桥施工技术 上海市科

38、技进步二等奖 第二完成人2杨浦大桥成套工艺及设备研究 上海市科技进步一等奖 第六完成人3上海大剧院钢屋顶整体提升 上海市科技进步三等奖 第二完成人4主跨超千米特大型悬索桥施工技术 上海市科技进步二等奖 第一完成人5卢浦大桥主桥施工技术 上海市科技进步一等奖 第一完成人主要著作、论文1富阳大桥施工技术 建筑施工2杨浦大桥主桥施工技术 上海建设科技3斜拉索施工技术探讨 施工技术4上海大剧院钢屋顶整体提升 施工技术5卢浦大桥主桥上部结构施工关键技术 04年全国机施协会年会论文集 曹其新教授：1991年获得日本文部省奖学金资助前往日本留学，1994年获得日本宫崎大学硕士学位，1997年获得日本鹿儿岛大

39、学大学院博士学位。1997年回到上海交通大学进博士后流动站，1998年被聘为日本学术振兴会特别研究员，2000年3月回国，现在任上海交通大学机器人研究所常务副所长。上海市“十五”期间科技发展重点领域技术预见专家。回国后主要从事多机器人协调与控制、机器视觉与模式识别和分布式智能控制等方面的研究，主持了全自主中型足球机器人系统；Web-enabled 远程监控技术和智能维护；海底管线检漏与维修技术和智能瓜果精选、分级设备的研制等。相关论文清单1. 轮式移动机器人WMR的运动分析，机器人，Vol.23, No.7 p598-600（2001）2. 神经网络在机器人路径规划中的应用研究，机器人，Vol

40、.23, No.7 p605-608（2001）3. 移动机器人多目标彩色视觉跟踪系统，机器人，Vol.25, No.1 p11-15（2003）4. 神经网络在机器人运动控制中的应用研究，机械科学与技术，Vol.22, No.2 p226-228（2003）5. 蓝牙无线通讯技术在AGV中的应用，机械与电子， No.2 p18-22（2003）6. 具有输入饱和特性的中型足球机器人运动控制研究，计算机工程与应用， No.18 p105-107（2003）7. 中型自主式足球机器人平台设计回顾，机器人，Vol.25, No.4 p378-380（2003）8. 机器人奇异形位分析及协调控制方法

41、，上海交通大学学报，Vol.36, No.8 p1138-1141（2002）9. 基于蓝牙模块的导诊服务机器人无线通讯系统设计，中国康复医学杂志，Vol.18, No.11 p687-690（2003）10. 基于视觉伺服的倒立摆实验平台的研究，机械设计与研究，Vol.19, No.4 p62-65（2003）11. Sensor Based Nonholonomic Motion Planning Using Generalized Voronoi Diagram, Progress of Artificial Intelligence in China 2003, p875-879 (2

42、003)12. Robust Mobile Robot On-the-Fly Localization using Geometrical Feature Matching Method, 2004 World Congress on Intelligent Control and Automation(Accept)13. A Feature Extraction and Correspondence Algorithm for Laser Range Finder with Sensor Uncertainty, Journal of Harbin Institute of Technol

43、ogy (Accept)14. A Novel Object Tracking and Global Localization Method Using the Cylindrical Projection of Omnidirectional Image, , Journal of Harbin Institute of Technology (Accept)15. A Hybrid One-by-One Learning with Incremental Learning Algorithm in CMAC, 2004 World Congress on Intelligent Contr

44、ol and Automation(Accept)袁芬：1970年出生，1996年3月毕业于同济大学地下建筑与工程系，获工学硕士。现在同济大学地下建筑与工程系在职攻读博士学位。1996年以来一直在上海市基础工程公司从事特种基础设计、课题研究与施工技术工作，2002年底评为高级工程师，现任基础公司特种基础工程设计所副所长。主持设计了珠海电厂循环水泵房基坑围护工程、恒隆广场地下连续墙深化设计、上海美丽园大酒店自动化立体停车库基础设计、上海洋泾花园树根桩基础托换加固设计、闵行发电厂二号碎煤机室基础加固纠偏工程设计、国家大剧院地墙钢筋混凝土预制接头设计、长发大厦基坑围护工程、德隆大厦基坑围护工程、吴越

45、岭秀房产开发项目真空预压地基处理设计等二十多项工程设计。主持和参与了软土地区大型深基坑工程SMW工法的试验研究、块石填海地区深基坑工程设计与施工技术研究、反分析与信息化施工在地铁车站工程中的实际应用研究等多项课题研究工作。并担任了上海银行大厦桩基础与地下连续墙工程、铁路上海南站改扩建工程、轨道交通六号线主题公园站等多项大型工程的项目主任工程师。具有较好的理论设计、科研工作及施工项目技术主持工作能力。主要论文：1、块石填海地区深基坑围护工程的设计与施工技术，建筑施工2001年2月第23卷第2期2、用弹性地基梁法计算围护结构的理论和实践软土地基变形控制设计理论和工程实践（论文集），1996年8月沈水龙：男，1964年4月24日出生于江苏省海门市，土木工程（地下建筑与隧道工程，结构，岩土）专业，中